STAADEN, Ulrich (Fahrbachstr. 290, Aalen, 73431, DE)
| Patentansprüche 1. Verfahren zur Validierung eines mehrere Messpunkte (62, 64) aufweisenden Messergebnisses (87) eines Koordinatenmessgeräts (10), gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: • Bestimmen einer Validierungsgrenze (78) relativ zu einer bekannten Sollgeometrie (66) eines zu vermessenden Werkstücks (14), • Bestimmen von ungültigen (64) und von gültigen (62) Messpunkten anhand einer jeweiligen Eigenschaft der Messpunkte (62, 64) relativ zu der Validierungsgrenze (78). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Schnittpunkte (91, 92) einer die Messpunkte (62, 64) verbindenden Messkurve (87) mit der Validierungsgrenze (78) bestimmt werden, und dass Messpunkte (62, 64) in relativ zu den Schnittpunkten (91, 92) definierten Bereichen (84, 85) als ungültige Messpunkte (64) bestimmt werden. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die definierten Bereiche (84, 85) mit einem Entfernungswert vor und/oder hinter einem jeweiligen Schnittpunkt (91, 92) definiert werden. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Validierungsgrenze (78) bestimmt wird, indem ein außerhalb und/oder innerhalb der Sollgeometrie (66) liegender Extremwertpunkt (70) bestimmt wird, dessen Entfernung in Normalenrichtung (72) am weitesten von der Sollgeometrie (66) entfernt ist, und dass die Entfernung um eine vorbestimmte Distanz (76) auf eine Validierungsgrenzenentfernung (77) verringert wird, so dass sich die Validierungsgrenze (78) in der Validierungsgrenzenentfernung (77) parallel zu der Sollgeometrie (66) erstreckt. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine endgültige Validierungsgrenze (82) bestimmt wird, indem ein Mittelwert (80) der Entfernungen aller Messpunkte gebildet wird, deren Entfernung in Normalenrichtung (72) zu der Sollgeometrie (66) größer ist als die Validierungsgrenzenentfernung (77), und dass der Mittelwert (80) um eine vorbestimmte Distanz (76) auf eine endgültige Validierungsgrenzenentfernung (77) verringert wird, so dass sich die endgültige Validierungsgrenze (78) in der endgültigen Validierungsgrenzenentfernung (77) parallel zu der Sollgeometrie (66) erstreckt. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Validierungsgrenze (78) bestimmt wird, indem die Messwerte (62, 64) mit einem Ersatzelement (88) approximiert werden, dessen geometrische Grundform der der Sollgeometrie (66) entspricht, und das Ersatzelement (88) die Validierungsgrenze (78) bildet, wobei vor Bestimmung der Validierungsgrenze (78) festgelegt wird, dass eine Normalenrichtung (72) des Ersatzelements (88) einer Normalenrichtung (72) der Sollgeometrie (66) entspricht. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ersatzelement (88) ein Minimumelement oder ein Betragsminimumelement ist. 8. Verfahren nach Anspruch 1 oder nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Eigenschaft der Messpunkte (62, 64) eine Lage relativ zu der Validierungsgrenze (78) ist, und dass ein Messpunkt (64) als ungültig bestimmt wird, wenn sich die Validierungsgrenze (78) zwischen dem Messpunkt (64) und der Sollgeometrie (66) befindet. 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Validierungsgrenze (78) bestimmt wird, indem ein Kegelgrenzwinkel (94) festgelegt wird, und die jeweilige Eigenschaft der Messpunkte (62, 64) die Richtung einer Antastkraft (96) eines die Messpunkte (62, 64) erfassenden taktilen Sensors (22, 24, 26) ist, und dass die Messpunkte (62, 64), bei deren Erfassung die Richtung der Antastkraft (96) außerhalb des Kegelgrenzwinkels (94) liegt, als ungültige Messpunkte (64) bestimmt werden. 10. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Distanz (76) der Hälfte einer wahren Eintauchtiefe (74) eines taktilen Sensors (22, 24, 26) des Koordinatenmessgeräts (10) in das zu vermessende Werkstück (14) entspricht. 11. Koordinatenmessgerät mit einem Sensor (22, 24, 26) zum Vermessen eines Werkstücks (14) und einer Auswertungseinrichtung (38), dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertungseinrichtung (38) ein Messergebnis (87) des Sensors (22, 24, 26) mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 validiert. 12. Computerprogramm mit Programmcodemitteln, das dazu ausgebildet ist, alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer (32) ausgeführt wird. |
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Validierung eines mehrere Messpunkte aufweisenden Messergebnisses eines Koordinatenmessgeräts.
[0002] Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 199 00 737 AI bekannt.
[0003] Koordinatenmessgeräte werden heutzutage in vielen Bereichen der industriellen Technik dazu eingesetzt, Werkstücke zu vermessen. Anwendungsgebiete ergeben sich beispielsweise im Bereich der Qualitätskontrolle oder im Bereich des Reverse-Engineering, bei dem es darum geht, die Maße eines bekannten Werkstücks möglichst genau zu erfassen, um dann auf das Herstellungsverfahren rückzuschließen und das Werkstück möglichst identisch nachbauen zu können. [0004] Koordinatenmessgeräte weisen einen Sensor auf, der in der Regel bewegbar ist. Alternativ sind auch Koordinatenmessgeräte erhältlich, bei denen der Sensor festgelegt ist und das Werkstück an dem Sensor vorbeibewegt wird. Diese dienen in der Regel dann dazu, eine bestimmte Art von Werkstücken in hoher Stückzahl zu überprüfen.
[0005] Üblicherweise ist der Sensor an einem Dreh-/Schwenk-Element um alle drei Raumachsen schwenkbar gelagert, wobei das Dreh-/Schwenk-Element selbst wiederum in einem Messbereich verfahren werden kann, so dass mittels des Sensors das Werkstück an allen Punkten aus einer beliebigen Raumrichtung erfasst werden kann.
[0006] Bei dem Sensor kann es sich um einen optischen Sensor handeln, im vorliegenden Fall werden jedoch insbesondere taktile Sensoren betrachtet, die mittels eines in einem Tastkopf gelagerten Taststifts das Werkstück antasten und aus der Position des Dreh-/Schwenk-Elements und der Auslenkung des Taststifts in dem Tastkopf auf die Antastposition schließen.
[0007] Bei der Überprüfung von Werkstücken im Rahmen einer Qualitätskontrolle ist es häufig gefordert, eine Oberfläche möglichst schnell abzutasten. Bei der Oberfläche kann es sich beispielsweise um eine Ebene der Werkstückoberfläche handeln, die daraufhin überprüft werden soll, ob sie tatsächlich plan ist oder es kann sich beispielsweise um eine zylinderförmige Oberfläche handeln, die durch eine Bohrung erzeugt wurde und daraufhin überprüft werden soll, ob tatsächlich der geforderte Durchmesser vorliegt.
[0008] Bezüglich der Messarten wird dabei in der Regel zwischen einer Einzelpunktmessung, bei der aufeinanderfolgend mehrere Punkte an dem Werkstück angetastet werden und die so erfassten Daten aufeinanderfolgend gespeichert werden, und sogenannten Scanning- Verfahren unterschieden, bei denen der Taststift in Kontakt mit dem Werkstück eine Werkstückoberfläche entlang gefahren wird und in bestimmten Zeitabständen die Messpunke erfasst werden. Mittels solcher Scanning- Verfahren kann innerhalb kürzester Zeit eine hohe Anzahl von Messpunkten erfasst werden.
[0009] Weist die abzutastende Oberfläche dabei Erhebungen oder Vertiefungen, beispielsweise Nuten, auf, tritt der Taststift eines Tastkopfs während eines Scanning- Verfahrens in die Vertiefung ein bzw. "springt" über die Erhebungen. Auch während dieser Vorgänge werden Messpunkte erfasst, die anschließend aus dem auszuwertenden Messergebnis herausgefiltert werden müssen, da sie nicht die eigentlich abzutastende Oberfläche charakterisieren und somit das Messergebnis verfälschen.
[0010] Insbesondere sind dabei Überschwinger und Unterschwinger kritisch, die während eines Scanning- Verfahrens am Beginn und am Ende einer Erhebung bzw. einer Vertiefung auftreten.
[0011] Um die Auswertung der Messergebnisse zu verbessern, werden daher im Stand der Technik verschiedene Verfahren vorgeschlagen, mit der das tatsächlich erfasste Messergebnis validiert werden kann.
[0012] Die bereits eingangs genannte Druckschrift DE 199 00 737 AI schlägt beispielsweise vor, dass aus der Menge der erfassten Messwerte Ausreißermesswerte bestimmt werden, die dann als ungültige Messwerte gekennzeichnet werden. Die Auswertung soll dann lediglich anhand der gültigen Messwerte erfolgen. Insbesondere soll dies beispielsweise mittels einer Hochpass- oder Tiefpassfilterung erfolgen, wobei eine definierte Schwellabweichung gegenüber einem Referenzwert oder Ersatzelement betrachtet wird.
[0013] Die Ermittlung der Ersatzelemente, die in der Regel geometrisch ideale Formen aufweisen, ist beispielsweise im Kapitel 6 des Fachbuchs Weckenmann, Gawande, "Koordinatenmesstechnik", Carl Hansa Verlag, München, 1999, ISBN 3- 446-17991-7 geschildert.
[0014] Dort wird vorgeschlagen, ein ausgewähltes Geometrieelement, beispielsweise einen Kreis, mittels einer vorgegebenen Passbedingung, beispielsweise als Minimumkreis, als Hüllkreis oder als Pferchkreis in die Menge aller Messpunkte einzupassen. Messpunkte, die um ein bestimmtes Maß von diesem so approximierten Ersatzelement abweichen, sollen als ungültige Messpunkte aussortiert werden.
[0015] Derartige Verfahren weisen jedoch in der Praxis einen Nachteil auf, da vor Beginn des Auswertens nicht bekannt ist, wo und wie das Ersatzelement verlaufen wird. Beispielsweise kann es vorkommen, dass, wenn eine Schar von Messpunkten, die während eines Scanning- Vorgangs auf einer ebenen Oberfläche erfasst wurden, mittels einer Geraden approximiert werden soll, die Gerade nicht parallel zu dem zu erwartenden Verlauf der gescannten Ebene verläuft, sondern schräg approximiert wird. Letztendlich hat dies mit den voranstehend beschriebenen Über- und Unterschwingern und den in diesen Zusammenhang erfassten Messwerten zu tun, die dazu führen, dass beispielsweise die Minimumbedingung dann für eine schräg verlaufende Ebene erfüllt sind.
[0016] Auch die Approximation mit einer Betragsminimum-Geraden, bspw. mittels einer Ll-Approximation, kann beispielsweise im Falle von mehreren den Weg eines Scanning- Vorgangs kreuzenden Nuten nicht zu dem gewünschten Ergebnis führen. Zwar führt die Verwendung einer Betragsminimum-Geraden dazu, durch die Approximation eine Gerade mit der tatsächlichen Ausrichtung zu erhalten, die Approximation mittels einer Betragsminimum-Geraden ignoriert aber weitgehend Abweichungen von der idealen bzw. tatsächlichen Geometrie. Liegen mehr Messpunkte auf der gescannten Werkstückoberfläche als Messpunkte in der Nut, dann verläuft die approximierte Gerade auf der zu scannenden Oberfläche. Verhält es sich jedoch genau andersherum, d.h. es wurden mehr Messpunkte in einer Nut als auf der zu scannenden Oberfläche erfasst, verläuft die approximierte Gerade in der Nut. [0017] A priori ist daher nicht bekannt, wo das Ersatzelement verlaufen wird, so dass eine Bestimmung von Ausreißern nicht möglich ist. Da man darüber hinaus vorab keine Aussage darüber treffen kann, welche Art von Approximation bei einem bestimmten Messergebnis die beste ist, scheitert in der Regel eine Validierung mittels einer Ausreißerbetrachtung relativ zu einem approximierten Ersatzelement gänzlich.
[0018] Im Stand der Technik wurden verschiedene Vorschläge gemacht, die ergänzend zur Bestimmung von gültigen Messwerten ausgeführt werden können. Beispielsweise schlägt die Druckschrift DE 197 35 975 AI vor, die Messwerte mittels einer Spline-Funktion zu glätten, um zu einem besser verwendbaren Messergebnis zu gelangen.
[0019] Die Druckschrift US 5 724 745 A schlägt beispielsweise vor, zusätzlich zu den Koordinaten der Messpunkte Größen wie die Auslenkung des Tastkopfs oder die Bewegungsgeschwindigkeit des Tastkopfs zum Zeitpunkt der Erfassung des entsprechenden Messpunktes heranzuziehen, um die Messergebnisse so einer zusätzlichen Filterung zu unterziehen.
[0020] Letztlich schlägt die Druckschrift WO 2008/074989 vor, in einer abzutastenden Oberfläche vorhandene Nuten mittels entsprechender Regelungsvorgaben zu überspringen. Das bedeutet, dass der Taststift vor Beginn einer Nut von der zu scannenden Oberfläche abhebt und wieder auf die Oberfläche aufsetzt, wenn die Nut und der Taststift aneinander vorbei geführt wurden. Gleichzeitig wird vorgeschlagen, ein Signal zu schalten, das bewirkt, dass während des Abhebens des Taststifts erfasste Messpunkte von vornherein als ungültig gekennzeichnet werden. Dieses Vorgehen setzt jedoch voraus, dass die Lage der Nuten in der zu scannenden Oberfläche vorab bekannt ist.
[0021] Ausgehend von diesem Stand der Technik ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Validierung eines mehrere Messpunkte aufweisenden Messergebnisses eines Koordinatenmessgeräts anzugeben, das insbesondere bei in der zu vermessenden Geometrie vorhandenen Vertiefungen und/oder Erhebungen ein validiertes Messergebnis liefert, ohne dass die Lage dieser Vertiefungen bzw. Erhebungen vorab bekannt sein muss.
[0022] Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird daher vorgeschlagen, das eingangs genannte Verfahren dahingehend weiterzubilden, dass die Schritte des Bestimmens einer Validierungsgrenze relativ zu einer bekannten Sollgeometrie eines zu vermessenden Werkstücks, und des Bestimmens von ungültigen und von gültigen Messpunkten anhand einer jeweiligen Eigenschaft der Messpunkte relativ zu der Validierungsgrenze ausgeführt werden.
[0023] Erfindungsgemäß ist somit nicht vorgesehen, zunächst ein Ersatzelement zu approximieren und dann ausgehend von diesem gültige und ungültige Messpunkte zu bestimmen, sondern es wird eine bekannte Sollgeometrie vorausgesetzt, beispielsweise eine Bohrung entlang einer bestimmten Achse mit einem bestimmten Durchmesser, und relativ zu dieser Sollgeometrie eine von dem Messergebnis abhängige Validierungsgrenze bestimmt. Die Validierungsgrenze ist somit nicht zwingend ein bestimmter Schwellwert, der einer noch zu bestimmenden Geometrie beaufschlagt wird, sondern genau umgekehrt ist die Geometrie vorausgesetzt und die Lage der Validierungsgrenze zu dieser Sollgeometrie wird bestimmt bzw. approximiert.
[0024] Dies ermöglicht nicht nur eine größere Flexibilität in der Art und Weise der Validierung der Messergebnisse, sondern verhindert auch, dass aufgrund vollkommen falscher Approximierungen des Referenzelements, d.h. des Ersatzelements, die Validierung des Messergebnisses unbrauchbar ist. Des Weiteren ermöglicht das flexible Setzen der Validierungsgrenzen relativ zu einer bekannten Sollgeometrie auch, dass durch Vertiefungen oder Erhebungen hervorgerufene Messabweichungen ohne Kenntnis über die Lage der Vertiefungen bzw. Erhebungen verlässlich gefiltert werden können. Wie im Folgenden noch detailliert geschildert ist, können die zu bestimmenden Validierungsgrenzen im Verlauf des Verfahrens passend gesetzt werden.
[0025] Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Koordinaten- messgerät mit einem Sensor zum Vermessen eines Werkstücks und einer Auswertungseinrichtung vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Auswertungseinrichtung ein Messergebnis des Sensors mittels eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung validiert.
[0026] Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln vorgeschlagen, das dazu ausgebildet ist, alle Schritte eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auszuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.
[0027] Das Koordinatenmessgerät gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung und das Computerprogramm gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung weisen daher dieselben Vorteile wie das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auf.
[0028] Die eingangs gestellte Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.
[0029] In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass die Validierungsgrenze bestimmt wird, indem ein außerhalb oder innerhalb der Sollgeometrie liegender Extremwertpunkt bestimmt wird, dessen Entfernung in Normalenrichtungen am weitesten von der Sollgeometrie entfernt ist, und dass diese Entfernung um eine vorbestimmte Distanz auf eine Validierungsgrenzenentfernung verringert wird, so dass sich die Validierungsgrenze in der Validierungsgrenzenentfernung parallel zu der Sollgeometrie erstreckt.
[0030] Ob der Extremwertpunkt innerhalb oder außerhalb der Sollgeometrie liegt, hängt davon ab, ob Erhebungen oder Vertiefungen in bzw. an dem Werk- stück erwartet werden. Bei Vertiefungen wird ein innerhalb der Sollgeometrie liegender Extremwertpunkt bestimmt und bei Erhebungen wird ein außerhalb der Sollgeometrie liegender Extremwertpunkt bestimmt. Selbstverständlich kann auch vorgesehen sein, dass zunächst eine Validierungsgrenze innerhalb der Sollgeometrie, d.h. für Vertiefungen, bestimmt wird und dann eine Validierungsgrenze außerhalb der Sollgeometrie für Erhebungen bestimmt wird.
[0031] Auf diese Weise wird zunächst eine Validierungsgrenze festgelegt, die sich durch den am weitesten von der Sollgeometrie entfernten Messpunkt parallel zu der Sollgeometrie erstreckt. Diese Entfernung der Validierungsgrenze von der Sollgeometrie wird dann um eine vorbestimmte Distanz verringert. Das Maß der vorbestimmten Distanz beeinflusst dann, wie viele Messpunkt als ungültig bestimmt werden, d.h. wie streng die Validierung durchgeführt wird. Es hat sich bewährt, die vorbestimmte Distanz relativ zu einer wahren Eintauchtiefe (t 0 ) festzulegen. Die wahre Eintauchtiefe entspricht dabei der Distanz, um die ein Taststift maximal in die Sollgeometrie eintauchen kann. In der Regel entspricht die wahre Eintauchtiefe der größten Tiefe einer in der Sollgeometrie vorhandenen Nut. Entsprechendes ergibt sich für Erhebungen. Die vorbestimmte Distanz kann somit beispielsweise auf die Hälfte der wahren Eintauchtiefe festgelegt sein.
[0032] Gemäß einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass eine endgültige Validierungsgrenze bestimmt wird, indem ein Mittelwert der Entfernungen aller Messpunkte gebildet wird, deren Entfernung in Normalenrichtung zu der Sollgeometrie größer ist als die Validierungsgrenzenentfernung, und dass der Mittelwert um eine vorbestimmte Distanz auf eine endgültige Validierungsgrenzenentfernung verringert wird, so dass sich die endgültige Validierungsgrenze in der Validierungsgrenzenentfernung parallel zu der Sollgeometrie erstreckt.
[0033] Mittels dieses weiteren Schritts kann eine verbesserte Validierung bereitgestellt werden, da diese dazu geeignet ist, noch mehr Messpunkte als ungültig zu kennzeichnen. Nachdem zunächst wie voranstehend beschrieben ausgehend von der Sollgeometrie und einem Extremwertpunkt eine erste Validierungsgrenze bestimmt wurde, werden dann alle Messpunkte ermittelt, deren Entfernung in Normalenrichtung zu der Sollgeometrie größer ist als die Validierungsgrenzenentfernung. Mit anderen Worten werden also alle Messpunkte gekennzeichnet, die weiter von der Sollgeometrie entfernt sind als die Validierungsgrenze. Aus den Entfernungen dieser Messpunkte wird der Mittelwert gebildet, der entsprechend näher an der Sollgeometrie liegt als der Extremwertpunkt, der zunächst zur Bestimmung der Validierungsgrenzenentfernung herangezogen wurde. Nun wird dieser Mittelwert um die vorbestimmte Distanz, beispielsweise t 0 /2, verringert, so dass sich die endgültige Validierungsgrenzenentfernung näher an der Sollgeometrie befindet als die Validierungsgrenzenentfernung bzw. die ursprüngliche oder erste Validierungsgrenzenentfernung. Entsprechend werden mehr Messpunkte als ungültig gekennzeichnet und die Validierung führt zu einem besseren Ergebnis.
[0034] Gemäß noch einer Weiterbildung des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Validierungsgrenze bestimmt wird, indem die Messwerte mit einem Ersatzelement approximiert werden, dessen geometrische Grundform der der Sollgeometrie entspricht, und das Ersatzelement die Validierungsgrenze bildet, wobei vor Bestimmung der Validierungsgrenze festgelegt wird, dass eine Normalenrichtung des Ersatzelements einer Normalenrichtung der Sollgeometrie entspricht.
[0035] In dieser Weiterbildung ist also vorgesehen, dass die Validierungsgrenze mittels eines der bekannten Approximierungsverfahren bestimmt wird. Dieses Vorgehen unterscheidet sich von aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, wonach ein Referenzelement, d.h. das Element, relativ zu dem die Validierungsgrenze beispielsweise mittels eines bestimmten Abstands festgelegt wird, durch Approximation bestimmt wird. Dieses Element, vorliegend Sollgeometrie genannt, ist gemäß dem vorliegenden Verfahren bekannt und von vornherein festgelegt. [0036] Liegt beispielsweise eine Oberfläche vor, die von Nuten durchsetzt ist, erhält man eine Schar von Messpunkten, bei der mehrere Messpunkte auf der zu vermessenden Oberfläche und mehrere Messpunkte innerhalb der Nuten liegen. Approximiert man die Schar der Messpunkte jetzt mit beispielsweise einer Minimumgeraden, d.h. einer Gerade, die von den Messpunkten insgesamt einen geringsten Abstand aufweist, erhält man eine Gerade, die irgendwo zwischen dem Grund der Nuten und der zu vermessenden Oberfläche verläuft. Diese Gerade kann dann als Validierungsgrenze verwendet werden. Durch die Festlegung der Normalenrichtung als weitere Randbedingung wird vermieden, dass das Ersatzelement eine andere Orientierung als die zu vermessende Oberfläche aufweist.
[0037] Bei dem Ersatzelement kann es sich also beispielsweise um ein Minimumelement oder ein Betragsminimumelement handeln.
[0038] Ergänzend kann selbstverständlich auch bei diesem Vorgehen festgelegt sein, dass eine endgültige Validierungsgrenze bestimmt wird, indem die mittels des Ersatzelements bestimmte Validierungsgrenze um eine vorbestimmte Distanz auf die endgültige Validierungsgrenze verringert wird, wie es auch bereits voranstehend beschrieben wurde.
[0039] Bei den voranstehend benannten Ausführungen kann vorgesehen sein, dass die jeweilige Eigenschaft der Messpunkte eine Lage relativ zu der Validierungsgrenze ist, und dass ein Messpunkt als ungültig bestimmt wird, wenn sich die Validierungsgrenze zwischen dem Messpunkt und der Sollgeometrie befindet.
[0040] Die Validierungsgrenze bildet in diesem Fall dann eine Grenze, bis zu der Messpunkte als gültig angesehen werden. Messpunkte, die von der Sollgeometrie weiter als die Validierungsgrenze abweichen, werden pauschal als ungültig betrachtet. [0041] In noch einer weiteren Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass Schnittpunkte einer die Messpunkte verbindenden Messkurve mit der Validierungsgrenze bestimmt werden, und dass Messpunkte in relativ zu den Schnittpunkten definierten Bereichen als ungültige Messpunkte bestimmt werden.
[0042] Verbindet man die Messpunkte in chronologischer Reihenfolge, d.h. aufeinanderfolgend nach ihrem Aufzeichnungszeitpunkt, erhält man eine Kurve, die in etwa die Bewegung eines die zu vermessende Oberfläche antastenden Tastelements, beispielsweise einer Tastkugel, beschreibt. Die Schnittpunkte dieser Kurve mit der Validierungsgrenze lassen sich bestimmen. Da eine Tastkugel sich immer in eine Vertiefung, beispielsweise eine Nut, hineinbewegt und aus dieser wieder herausbewegt bzw. sich auf eine Erhebung hinauf und von dieser herab bewegt, markieren die Schnittpunkte in etwa den Beginn und das Ende einer Erhebung bzw. einer Vertiefung. Da regelmäßig aufgrund von Schwingungsbewegungen gerade die Messpunkte kurz vor und kurz nach diesen Erhebungen und Vertiefungen nicht zur Validierung verwendet werden können, kann beispielsweise definiert werden, dass sämtliche Messpunkte, die sich 5 mm vor oder hinter einem Schnittpunkt befinden, als ungültig bestimmt werden. Die Richtung der bestimmten Entfernung liegt dabei in der Regel parallel zu der Sollgeometrie. Die definierten Bereiche werden somit lediglich anhand der vorab bestimmten Validierungsgrenze und der Messkurve festgelegt. Die Sollgeometrie hat keinen unmittelbaren Einfluss auf die Lage der definierten Bereiche. Vielmehr hat eine durch die Messkurve wiedergegebene Istgeometrie des zu vermessenden Werkstücks einen unmittelbaren Einfluss auf die Lage der definierten Bereiche. Die definierten Bereiche werden abhängig von einer Istgeometrie des zu vermessenden Werkstücks bestimmt. Somit werden die definierten Bereiche bestimmt, wobei eine Lage von Hindernissen, insbesondere von Erhebungen bzw. Vertiefungen, vorab unbekannt sein kann. Insbesondere werden keine Hindernisse, insbesondere Erhebungen bzw. Vertiefungen, in der Sollgeometrie definiert. Die Sollgeometrie kann lediglich aus einer geometrischen Grundform, etwa einem Kreis, einer Ellipse oder einem Zylinder, insbesondere einem Zylinder mit kreisförmiger Grundfläche, gebildet sein. [0043] Entsprechend kann vorgesehen sein, dass die definierten Bereiche mit einem Entfernungswert vor und/oder hinter einem jeweiligen Schnittpunkt definiert werden.
[0044] Als Bereiche ergeben sich somit beispielsweise Streifen einer gewissen Breite, die sich normal zu der Sollgeometrie erstrecken. Auf diese Weise lassen sich Messergebnisse in bestimmten Bereichen gänzlich von der Validierung ausnehmen. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass eine Lage von Erhebungen und/oder Vertiefungen nicht vorher bekannt sein muss, um die Bereiche zu definieren. Die Lage der Vertiefungen und/oder Erhebungen wird vielmehr durch Bestimmung der Schnittpunkte der Messkurve mit der Validierungsgrenze bestimmt.
[0045] Auf diese Weise lassen sich auch sämtliche Messpunkte, die in einer Nut erfasst wurden, bestimmen. Entweder können hierzu Bereiche vor und/oder hinter den Schnittpunkten entsprechend groß definiert werden, so dass sie sich überlappen oder es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Bereich zwischen zwei Schnittpunkten vollständig aufgenommen wird. Dabei lässt sich aus der Kenntnis, in welcher Reihefolge die Messpunkte aufgezeichnet wurden, ein "erster" Schnittpunkt und ein "zweiter" bzw. späterer Schnittpunkt bestimmen und der Bereich zwischen den Schnittpunkten, der tatsächlich die Nut darstellt, verlässlich ausnehmen. Ansonsten wäre unter Umständen bei einer kreisförmigen Sollgeometrie und lediglich zwei Schnittpunkten nicht eindeutig klar, welcher Bereich die Nut bildet und welcher Bereich die eigentlich gewünschten Messergebnisse aufweist.
[0046] In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Validierungsgrenze bestimmt wird, indem ein Kegelgrenzwinkel festgelegt wird, und die jeweilige Eigenschaft der Messpunkte die Richtung einer Antastkraft eines die Messpunkte erfassenden taktilen Sensors ist, und dass die Messpunkte, bei deren Erfassung die Richtung der Antastkraft außerhalb des Kegelgrenzwinkels liegt, als ungültige Messpunkte bestimmt werden. [0047] Die Richtung der Antastkraft während eines Scanning- Vorgangs bestimmt sich durch Vektoraddition aus der Antastkraft in Normalenrichtung und der an der Oberfläche zwischen dem Werkstück und dem Tastelement wirkenden Gleitreibungskraft. In der Praxis hat sich gezeigt, dass ein Kegelgrenzwinkel von etwa 11°, d.h. der Winkel zwischen der Kegelfläche und der Normalen beträgt etwa 11°, geeignet ist, ein ausreichend gutes Validierungsergebnis bereitzustellen. Grundsätzlich kann der Kegelwinkel aber auch kleiner gefasst sein, um mehr Messpunkte auszuschließen oder aber größer gewählt sein, um weniger Messpunkte auszuschließen. Der Kegelgrenzwinkel kann somit in einem Bereich zwischen 0° und 45°, insbesondere zwischen 5° und 30° liegen.
[0048] Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Möglichkeiten zur Bestimmung der Validierungsgrenze nicht nur alternativ sondern auch kumulativ angewendet werden könne. Dabei können die einzelnen Weiterbildungen gleichzeitig oder aber auch aufeinanderfolgend ausgeführt werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, zunächst eine Validierungsgrenze mittels eines Extremwertpunkts zu bestimmen, so dass man eine Validierungsgrenze erhält, die sich in der Validierungsgrenzenentfernung parallel zur Sollgeometrie erstreckt und eine erste Anzahl von Messpunkten mittels dieser Validierungsgrenze ausgeschlossen werden kann. Anschließend kann dann beispielsweise noch vorgesehen werden, mittels eines Kegelgrenzwinkels und einer Bestimmung der Richtung der Antastkräfte in den Messpunkten weitere Messpunkte als ungültig zu kennzeichnen. Entsprechend sind auch andere Kombinationsmöglichkeiten gegeben. Des Weiteren ist das Verfahren auf alle Geometrien und beliebige Freiformflächen anwendbar. Bei den Geometrien kann es sich dabei um beliebige zweidimensionale geometrische Elemente oder beliebige dreidimensionale geometrische Körper handeln. Die Sollgeometrie bzw. Sollfreiformfläche muss dabei selbstverständlich bekannt sein, wobei eine Lage von Vertiefungen (Nuten) oder Erhebungen auf den Sollgeometrien bzw. Sollfreiformflä- chen jedoch nicht bekannt sein muss.
[0049] Es versteht sich somit, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
[0050] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ausführungsform eines Koordinatenmessgeräts gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung,
Fig. 2 eine Detailansicht eines Tastkopfs in einer Ausführungsform des Koordinatenmessgeräts in Fig. 1,
Fig. 3 eine Ausführungsform eines Verfahrens gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung,
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines Verfahrens gemäß dem ersten
Aspekt der Erfindung,
Fig. 5 eine weitere Darstellung zur Erläuterung des Verfahrens in Fig. 4, und
Fig. 6 noch eine weitere Ausführungsform des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung.
[0051] Das Koordinatenmessgerät 10 weist eine Messoberfläche 12 auf, auf der ein Werkstück 14 angeordnet ist. Auf der Messoberfläche 12 ist ein Portal 16 in einer Y-Richtung beweglich gelagert. An dem Portal 16 ist ein Schlitten 18 in einer X- Richtung beweglich gelagert. In dem Schlitten 18 wiederum ist eine Pinole 20 in Z- Richtung verschieblich gelagert. [0052] An einem Ende der Pinole 20 befindet sich ein Tastkopf 22, der einen Taststift 24 mit einer Tastkugel 26 in sich aufnimmt.
[0053] Auf diese Weise kann der Taststift 18 in beliebiger Richtung an das Werkstück 14 herangefahren werden und das Werkstück 14 mit der Tastkugel 26 angetastet werden.
[0054] Es sind Skalen 28, 29, 30 vorgesehen, entlang derer das Portal 16, der Schlitten 18 und die Pinole 20 bewegt werden. Mittels geeigneter Sensorik kann so anhand der Skalen 28, 29, 30 die Position des Portals 16, des Schlittens 18 und der Pinole 20 bestimmt werden. Der Tastkopf 22 weist eine weitere Sensorik (nicht dargestellt) auf, die aktiv oder passiv messend ausgestaltet sein kann. Mittels dieser Sensorik kann eine Auslenkung des Taststifts 18 relativ zu dem Tastkopf 22 bzw. der Pinole 20 bestimmt werden, so dass auch eine Position der Tastkugel 26 bekannt ist.
[0055] Das Koordinatenmessgerät 10 weist des Weiteren eine Regelungseinrichtung 32 auf, die beispielsweise als üblicher Computer ausgebildet sein kann. In üblicher Ausgestaltung weist die Regelungseinrichtung 32 dann eine Ausgabeeinrichtung 34 und eine Eingabeeinrichtung 36 auf, so dass ein Benutzer an der Ausgabeeinrichtung 34 Ergebnisse von Vermessungen ablesen oder beispielsweise ein Ablaufprogramm für einen Messvorgang starten kann. Mittels der Eingabeeinrichtung 36 können beispielsweise verschiedene Modifikationen hinsichtlich der Geschwindigkeit des Messvorgangs, der anzutastenden Oberflächen usw. vorgenommen werden. Des Weiteren ist eine Auswertungseinrichtung 38 vorgesehen, die dazu vorgesehen ist, die von dem Koordinatemessgerät 10 erfassten Messdaten mittels eines nachfolgend beschriebenen Verfahrens auszuwerten. Die Auswertungseinrichtung 38 ist als Teil der Regelungseinrichtung 32 dargestellt, grundsätzlich kann die Auswertungseinrichtung 38 aber auch separat vorgesehen sein.
[0056] Die Regelungseinrichtung 32 ist dazu in der Lage, das Werkstück 14 automatisch zu vermessen. Alternativ oder kumulativ kann selbstverständlich auch eine Bedieneinrichtung 40 vorgesehen sein, um einen Messvorgang manuell durchzuführen. So kann beispielsweise ein bestimmter Messvorgang angelernt oder bei einem Ausfall der Regelungseinrichtung 32 die Steuerung des Koordinatenmessgeräts 10 manuell übernommen werden.
[0057] Die Regelungseinrichtung 32 kann, wie dargestellt, eine Kabelverbindung zu den übrigen Elementen des Koordinatenmessgeräts 10 aufweisen, sie kann aber auch drahtlos verbunden sein. Selbstverständlich kann es auch vorgesehen sein, dass die Regelungseinrichtung 32 ein integraler Bestandteil der übrigen Elemente ist, beispielsweise in der Messoberfläche 14 oder in dem Portal 16 angeordnet ist. Dort können auch die Ausgabeeinrichtung 34 oder die Eingabeeinrichtung 36 angeordnet sein.
[0058] Fig. 2 zeigt anhand einer vereinfachten schematischen Darstellung die grundlegende Funktionsweise des Tastkopfs 22. Der Tastkopf 22 ist dabei als aktiver Tastkopf ausgeführt, mit dem eine Antastkraft, mit der die Tastkugel 26 das Werkstück 14 antastet, geregelt werden kann. Der Tastkopf 22 besitzt einen feststehenden Teil 40 und einen beweglichen Teil 42, die über zwei Blattfedern 44, 46 miteinander verbunden sind. Die Blattfedern 44, 46 bilden ein Federparallelogramm, das eine Bewegung des Teils 42 in Richtung des Pfeils 48 ermöglicht. Damit kann der Taststift 24 um eine Strecke 50 aus seiner Ruhelage ausgelenkt werden. Bei der Bezugsziffer 24' ist der Taststift 24 in der ausgelenkten Position schematisch dargestellt.
[0059] Die Auslenkung des Taststifts 24 relativ zu dem feststehenden Teil 40 kann die Folge einer Antastung des Werkstücks 14 sein. Die die Auslenkung des Taststifts 24 wird bei der Bestimmung der Raumkoordinaten der Tastkugel 26 berücksichtigt. Darüber hinaus kann die Auslenkung des Taststifts 24 bei einem aktiven Tastkopf 22 mit Hilfe eines Messkraftgenerators erzeugt werden. An dem feststehenden Teil 40 und an dem beweglichen Teil 42 ist jeweils ein Schenkel 51, 52 angeordnet. Die Schenkel 51, 52 stehen parallel zu den Blattfedern 44, 46 und parallel zueinander. Zwischen den Schenkeln 51, 52 ist ein Sensor 54 (hier mit einer Skala 55 dargestellt) und ein Messkraftgenerator bzw. Messkraftgeber 57 angeordnet. Der Sensor 54 kann eine Tauchspule, ein Hall-Sensor, ein piezoresistiver Sensor oder ein anderer Sensor sein, mit dessen Hilfe die räumliche Auslenkung des Taststifts 18 relativ zu dem feststehenden Teil 40 bestimmt werden kann. Der Messkraftgenerator 57 kann beispielsweise eine Tauchspule sein, mit deren Hilfe die beiden Schenkel 51, 52 gegeneinander gezogen oder auseinander gedrückt werden können. Der Tastkopf 22 ist entsprechend auch mit der Regelungseinrichtung 64 verbunden, damit diese zum einen Größen wie die Auslenkung und die Antastkraft auslesen kann und zum anderen den Messkraftgenerator 57 steuern kann.
[0060] In der vereinfachten Darstellung in Fig. 2 ermöglicht der Tastkopf 22 lediglich eine Auslenkung des Taststifts 18 in Richtung des Pfeils 10. Den einschlägigen Fachleuten ist allerdings bekannt, dass ein solcher Tastkopf 22 typischerweise eine entsprechende Auslenkung in zwei weiteren, orthogonalen Raumrichtungen ermöglicht. Ein Ausführungsbeispiel für einen solchen Tastkopf 22 ist beispielsweise in der Druckschrift DE 44 24 225 AI beschrieben, deren Offenbarung hier durch Bezugnahme eingeschlossen ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen speziellen Tastkopf 22 beschränkt und kann auch mit anderen messenden oder schaltenden Tastköpfen und Sensorköpfen anderer Messsysteme, insbesondere passiven Tastköpfen, realisiert werden.
[0061] Den einschlägigen Fachleuten ist bekannt, dass ein Tastkopf 22 bzw. Sensorkopf der in Fig. 2 stark vereinfacht dargestellten Art in der Regel eine Aufnahme besitzt, an der der Taststift 18 bzw. ein anderer Sensor auswechselbar befestigt ist.
[0062] Fig. 3 zeigt ein Diagramm 60, in dem auf der Abszisse die Wegstrecke s aufgetragen ist. In Ordinatenrichtung f sind Abweichungen bzw. Positionen in Normalenrichtung aufgetragen. [0063] Entsprechend ergeben sich Messpunkte 62, 64, die im Verlauf eines Messvorgangs in dem dargestellten Diagramm 60 von links nach rechts aufgenommen wurden. Entsprechend ergibt sich aus den Messpunkten 62, 64 eine Schar von Punkten mit den Koordinaten (s, f). Diese Messpunkte 62, 64 sollen nun einer Validierung unterzogen werden, d.h. es sollen gültige Messpunkte 62 von ungültigen Messpunkten 64 unterschieden werden.
[0064] Zugrunde gelegt wird eine Sollgeometrie 66, die der erwarteten Lage einer Oberfläche des Werkstücks 14 entspricht. Im vorliegenden Fall ist dies eine Ebene, die daraufhin überprüft werden soll, ob sie plan ist. Entsprechend ist die Sollgeometrie 66 eine Gerade.
[0065] Das zu scannende Werkstück 14 weist eine Nut 68 auf, die eine Vertiefung in der zu scannenden Oberfläche darstellt. Entsprechend wird eine Tastkugel 26 beim Abtasten nicht dem erwarteten Verlauf der Sollgeometrie 66 folgen können, sondern in die Nut 68 eintauchen.
[0066] Zur Validierung der Messpunkte 62, 64 wird zunächst ein Extremwertpunkt 70 gesucht. Im vorliegenden Fall ist dies der in Ordinatenrichtung am tiefsten gelegene Punkt 70. Für Erhebungen wäre es entsprechend der in Ordinatenrichtung f am höchsten gelegene Punkt 70'.
[0067] Ausgehend von diesem Extremwertpunkt 70 wird in einer Normalenrichtung 72 eine Entfernung zu der Sollgeometrie in der Normalenrichtung 72 bestimmt. Im vorliegenden Fall befindet sich der Extremwertpunkt 70 genau an dem Grund der Nut 68, so dass seine Entfernung in Normalenrichtung 72 einer wahren Eintauchtiefe 74 einer Tastkugel 26 in das Werkstück 14 entspricht. Die Entfernung des Extremwertpunkts 70 zu der Sollgeometrie 66 in Normalenrichtung 72 kann jedoch auch geringer als die wahre Eintauchtiefe 74 sein. Diese Entfernung des Extremwertpunkts 70 von der Sollgeometrie 66 wird um eine vorbestimmte Distanz 76 verringert. Im vorliegenden Beispiel ist festgelegt, dass diese vorbestimmte Distanz 76 der Hälfte der wahren Eintauchtiefe 74 entspricht. Auf diese Weise erhält man eine Validierungsgrenzenentfernung 77, d.h. den Abstand einer Validierungsgrenze 78 von der Sollgeometrie 66. Es ist festgelegt, dass sich die Validierungsgrenze 78 parallel zu der Sollgeometrie 66 erstreckt, d.h. im vorliegenden Fall ist die Validierungsgrenze 78 ebenfalls eine Gerade, die sich in der Validierungsgrenzenentfernung
77 parallel zu der Sollgeometrie 66 erstreckt.
[0068] Sämtliche Messwertpunkte 64, für die gilt, dass sich die Validierungsgrenze 78 zwischen ihrem Ort und der Sollgeometrie 66 erstreckt, werden als ungültige Messpunkte 64 gekennzeichnet. Mit anderen Worten sind all diejenigen Messpunkte 64 ungültig, die weiter als die Validierungsgrenze 78 von der Sollgeometrie 66 entfernt sind. Wahlweise kann festgelegt werden, dass Messpunkte, die genau auf der Validierungsgrenze 78 liegen, gültig oder ungültig sind.
[0069] Zu einer weiteren Auswertung werden dann entsprechend nur noch die gültigen Messpunkte 62 herangezogen.
[0070] Des Weiteren kann dann vorgesehen sein, dass in Ordinatenrichtung ein Mittelwert der ungültigen Messwerte 64 gebildet wird. Dieser Mittelwert 80 kann dann ebenfalls um die vorbestimmte Distanz 76', die eventuell von der vorbestimmten Distanz 76 abweichen kann, in Richtung der Sollgeometrie 66 verringert werden, so dass sich eine endgültige Validierungsgrenzenentfernung 77' ergibt. Entsprechend lässt sich nun eine endgültige Validierungsgrenze 82 finden, die sich in der Validierungsgrenzenentfernung 77' parallel zu der Sollgeometrie 66 erstreckt.
[0071] Entsprechend können auch nun wieder alle Punkte, die von der Sollgeometrie 66 weiter entfernt sind als die endgültige Validierungsgrenze, als ungültige Messpunkte 64 gekennzeichnet werden.
[0072] Wahlweise kann nun wiederum ein Mittelwert der nunmehr als ungültig gekennzeichnete Messpunkte 64 gebildet werden und der voranstehend beschriebene Vorgang wiederholt werden. Auf diese Weise kann eine Art iterativer Vorgang gebildet werden. Bevorzugterweise ist jedoch vorgesehen, lediglich einmal einen Mittelwert der ungültigen Messpunkte 64 zu bilden und daraufhin die endgültige Validierungsgrenze 82 festzulegen.
[0073] Entsprechend lässt sich das voranstehend beschriebene Verfahren auch für Erhebungen durchführen. Zur Verständlichkeit kann das voranstehend beschriebenen Verfahren noch einmal für Vertiefungen und einmal für Erhebungen durchgeführt werden, so dass auch bei Werkstücken 14, die sowohl Erhebungen als auch Vertiefungen aufweisen, eine entsprechende Validierung durchgeführt werden kann.
[0074] Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform zur Bestimmung von ungültigen Messpunkten 64. Die Eintragung der einzelnen Messpunkte wurde aus Übersichtsgründen in der Fig. 4 nicht vorgenommen. In dieser Ausführungsform werden definierte Bereiche 84, 85 vorgesehen, wobei festgelegt ist, dass Messpunkte 64, die sich in den Bereichen 84, 85 befinden, als ungültig bestimmt werden. Die definierten Bereiche 84, 85 sollen dazu dienen, insbesondere am Anfang und am Ende der Nut 68 vorhandene Messpunkte als ungültig zu kennzeichnen, da diese Bereiche vornehmlich von Über- bzw. Unterschwingern gekennzeichnet sind und einen entsprechenden, nicht zu verwendenden Verlauf von Messpunkten 64 aufweisen.
[0075] Da unter Umständen nicht bekannt ist, wo Erhebungen oder Vertiefungen wie beispielsweise die Nut 68 vorhanden sind, ist in Fig. 5 eine Möglichkeit angegeben, wie die definierten Bereiche 84, 85 definiert werden können.
[0076] In Fig. 5 ist dafür eine Messkurve bzw. ein Messergebnis 87 dargestellt, das erhalten wird, indem die Messpunkte 82, 84 in chronologischer Reihenfolge miteinander verbunden werden. [0077] Des Weiteren ist die Validierungsgrenze 78 zu bestimmen, beispielsweise mittels eines der voranstehenden Verfahren, oder indem ein Ersatzelement 88 beispielsweise als Minimumgerade mit festgelegter Normalenrichtung 72 approximiert wird. Die weitere Randbedingung der vorgegebenen Normalenrichtung 72 vermeidet, dass die Minimumgerade schräg zu der Sollgeometrie 66 approximiert wird. Auf diese Weise wird auf jeden Fall erreicht, dass das Zusatzelement 88 parallel zu der Sollgeometrie 66 verläuft.
[0078] Selbstverständlich kann die Validierungsgrenze 78 auch auf eine der anderen, voranstehend beschriebenen Arten bestimmt worden sein.
[0079] Nun werden Schnittpunkte 91, 92 zwischen der Validierungsgrenze 78 und der Messkurve 87 bestimmt.
[0080] Die Schnittpunkte 91, 92 geben ein Indiz für die ungefähre Lage der Nut 68, indem sie deren Anfang und deren Ende in etwa beschreiben.
[0081] Ausgehend von den Schnittpunkten 91, 92 werden nun die definierten Bereiche 84, 85 definiert, im vorliegenden Beispiel etwa, indem ausgehend von dem Schnittpunkt 91 eine Entfernung in negativer s-Richtung definiert wird und ausgehend von dem Schnittpunkt 92 eine Entfernung in positiver s-Richtung definiert wird. Sämtliche Messpunkte 64, deren s-Koordinate innerhalb dieser definierten Bereiche 84, 85 liegen, werden nun als ungültig gekennzeichnet.
[0082] Ergänzend kann beispielsweise noch vorgesehen sein, dass bestimmt wird, dass der Schnittpunkt 91 "vor" dem Schnittpunkt 92 liegt und sämtliche Messpunkte zwischen den Schnittpunkten 91, 92 ebenfalls als ungültig gekennzeichnet werden. Des Weiteren lässt sich das beschriebene Verfahren auch mit den voranstehend beschriebenen Verfahren kumulieren, beispielsweise der Bestimmung von ungültigen Messpunkten 64 anhand einer auf Basis eines Extremwertpunkts in einer vorbestimmten Distanz bestimmten Validierungsgrenze 78. [0083] Auf diese Weise lassen sich zuverlässig in der Nut 68 und an den Rändern der Nut aufgrund von Über- bzw. Unterschwingern erzeugte Messpunkte kennzeichnen und von einer weiteren Auswertung, die zu der letztendlich validierten Messkurve 89 führt, ausschließen.
[0084] Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform des Validierungsverfahrens, das alternativ oder kumulativ zu den voranstehend dargestellten Ausführungsformen angewendet werden kann. Dabei wird ein Kegelgrenzwinkel 94 zu der Normalenrichtung 72 der Sollgeometrie 66 festgelegt, wobei gilt, dass nur solche Messpunkte 62 als gültig angesehen werden, bei deren Erfassung die Richtung der Antastkraft zwischen der Tastkugel 26 und dem Werkstück 14 innerhalb dieses Kegelgrenzwinkels 94 lag.
[0085] In diesem Fall sind dann selbstverständlich zusammen mit den Koordinaten eines Messpunktes auch ein Vektor 96 der Antastkraft zu dem Erfassungszeitpunkt aufzuzeichnen. Hierzu ist beispielsweise der in Fig. 2 dargestellte Tastkopf geeignet.
[0086] Darauffolgend wird für jeden der Messpunkte 62, 64 die Richtung der Antastkraft abgefragt und mit dem Kegelgrenz winkel 94 verglichen. Nun werden lediglich die Messpunkte 62 als gültig bestimmt, bei denen die Richtung 96 der Antastkraft innerhalb des Kegelgrenzwinkels 94 liegt.
[0087] Da in der Regel Messpunkte, die bei einer frei schwebenden Tastkugel 26 erfasst werden, einen deutlich anderen Vektor 96 aufweisen als diejenigen Messpunkte, die bei bestehendem Kontakt zwischen dem Werkstück 14 und der Tastkugel 26 aufgezeichnet werden, lässt sich hier ebenfalls eine geeignete Validierung der Messpunkte 62, 64 vornehmen. [0088] Es versteht sich auch für diese Ausführungsform, dass sie nicht nur alternativ sondern auch kumulativ mit den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet werde kann.
Next Patent: SIGNAL PROCESSOR AND METHOD FOR PROCESSING A SIGNAL